科技日報記者 吳長鋒
記者從中國科學技術大學獲悉，該校地球和空間科學學院吳忠慶教授課題組與合作者合作，發現下地幔最大的低速異常體——位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速省（LLSVPs），可能起源于地球早期巖漿海演化，相關成果日前在線發表在國際綜合學術期刊《自然通訊》上。
圖片來自中國科大
下地幔是地球內部最重要的圈層之一，深度范圍約為660-2900公里，其體積和質量占比高達55%和52%，是地球演化的壓艙石。近年來發現在下地幔存在包括大尺度（幾百至上千公里）的高速和低速異常體和小尺度（幾公里）的散射體。尤為著名的低速異常體是位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速省（LLSVPs），其橫向和徑向尺度可達上千公里。這些異常體的成因對理解地球內部結構與物質組成起著關鍵的作用，是地球科學研究的熱點與前沿問題。
和其它類地行星相比，地球內部的板塊可以俯沖至地球深部甚至核幔邊界，將洋殼帶至地幔深部，從而可能導致下地幔形成化學物質不均一性。課題組早前的研究表明，俯沖至下地幔的洋殼物質具有明顯不同于周圍地幔的波速和密度，能夠很好地解釋地震學觀測到的下地幔小尺度散射體和大尺度高速異常體，但不可能導致LLSVPs的低剪切波速。
科研人員通過綜合研究表明，在下地幔發現的多尺度不一的異常體可能有不同的來源。小尺度散射體和大尺度高速異常體主要來源于俯沖洋殼物質，而位于非洲和太平洋板塊底下的大型低剪切波速省（LLSVPs）很可能是由于早期巖漿演化形成的含三價鐵布里奇曼石分解成極度富三價鐵布里奇曼石導致的。
這一研究成果將對地球深部結構、層圈相互作用和內部揮發分的遷移與作用等方面產生重要影響。
編輯：張爽
審核：王小龍
